Системная плата ASUS P7P55D PRO
Конфигурация и функциональные возможности
В этой статье мы расскажем о новой материнской плате ASUS P7P55D-PRO на чипсете Intel P55 Express для процессоров Intel семейства Core i7 и Core i5 с разъемом LGA 1156.
Конфигурация и функциональные возможности
Системная плата ASUS P7P55D-PRO на базе нового чипсета Intel P55 Express выполнена в формфакторе ATX (размеры — 30,5x24,4 см) и предназначена для высокопроизводительных игровых ПК. Эта плата, как и все платы на чипсете Intel P55 Express, поддерживает только процессоры семейств Intel Core i7 и Intel Core i5 (кодовое название Lynnfield), то есть процессоры с разъемом LGA1156.
Для установки модулей памяти на плате предусмотрены четыре DIMM-слота, что позволяет устанавливать до двух модулей памяти DDR3 на каждый канал (в двухканальном режиме работы памяти). Всего плата поддерживает установку до 16 Гбайт памяти (спецификация чипсета), и с ней оптимально использовать два или четыре модуля памяти. Согласно спецификации, плата поддерживает память DDR3-2133/1600/1333/1066. Естественно, поддержка памяти DDR3-2133 предусмотрена только в режиме разгона.
Плата ASUS P7P55D-PRO
Для установки видеокарт на плате имеются два слота PCI Express 2.0 x16, которые реализованы через 16 линий PCI Express 2.0, поддерживаемых самим процессором. При установке только одной видеокарты слот PCI Express 2.0 x16 будет функционировать на скорости х16, а если устанавливаются две видеокарты, то оба слота работают в режиме x8. Естественно, на плате ASUS P7P55D предусмотрена поддержка режимов ATI CrossFire и NVIDIA SLI.
Кроме того, на плате имеется еще один слот PCI Express 2.0 x16, однако он работает на скорости x4 и реализован через четыре линии PCI Express 2.0, поддерживаемых чипсетом Intel P55 Express. Этот слот может использоваться для установки различных плат расширения или третьей видеокарты, которую можно выделить для поддержки технологии PhysX (при применении видеокарт NVIDIA), которая становится все более популярной в современных играх.
FireWire-контроллер VIA VT6308P
Для установки дополнительных карт расширения на плате также присутствуют еще два традиционных слота PCI 2.2 и два слота PCI Express 2.0 x1.
Для подключения дисков на плате ASUS P7P55D предусмотрены семь портов SATA II и один порт eSATA. Шесть портов SATA II реализованы через встроенный в чипсет Intel P55 Express SATA RAID-контроллер. Накопители, подключаемые к этим шести портам, можно объединять в RAID-массивы уровней 0, 1, 10 и 5 с функцией Matrix RAID. Еще один порт SATA II, а также порт eSATA выполнен на базе контроллера JMicron JMB363.
Кроме того, на основе этого же контроллера реализован интерфейс IDE (ATA133/100/66/33). Отметим, что контроллер JMicron JMB363 утилизирует одну из восьми линий PCI Express 2.0, поддерживаемых чипсетом.
Для подключения разнообразных периферийных устройств на плате Gigabyte GA-P55M-UD2 имеется 14 портов USB 2.0 (чипсет Intel P55 Express всего поддерживает 14 портов USB 2.0). Восемь из них выведены на заднюю панель платы, а еще шесть можно вывести на тыльную сторону ПК, подключив соответствующие плашки к трем разъемам на плате (по два порта на плашку).
Гигабитный сетевой контроллер Realtek RTL81112L
На плате есть также FireWire-контроллер VIA VT6308P, посредством которого реализованы два порта IEEE-1394а, один из которых выведен на заднюю панель платы, а для подключения другого предусмотрен соответствующий разъем. Отметим, что контроллер VIA VT6308P не занимает ни одной линии PCI Express 2.0, поскольку использует шину PCI.
Аудиоподсистема этой материнской платы реализована на базе 10-канального аудиокодека VIA VT1828S, обеспечивающего соотношение «сигнал/шум» на уровне 110 дБ (DAC) и 100 дБ (ADC), а также воспроизведение и запись 24 бит/192 кГц по всем каналам. Соответственно на тыльной стороне материнской платы имеются шесть аудиоразъемов типа mini-jack, один коаксиальный и один оптический разъем S/PDIF.
На плате также интегрирован гигабитный сетевой контроллер Realtek RTL81112L Gigabit Ethernet PCI Express, который задействует одну линию PCI Express 2.0.
Микросхемы EPU2 ASP0800 и PEM ASP0801,
реализующие управление фазами питания
Если посчитать количество интегрированных на плате ASUS P7P55D контроллеров, использующих линии PCI Express 2.0, а также учесть наличие слота PCI Express 2.0 x4 и двух слотов PCI Express 2.0 x1, то мы получим, что задействуются все восемь линий, поддерживаемых чипсетом Intel P55 Express, и нет необходимости в установке дополнительных коммутаторов линий PCI Express.
Система охлаждения платы ASUS P7P55D носит скорее декоративный, нежели практический характер. Изящные, стильные по форме и дизайну радиаторы установлены на чипсете и MOSFET-транзисторах регулятора напряжения питания процессора. Кроме того, на плате имеются два четырехконтактных и два трехконтактных разъема для подключения вентиляторов.
В спецификации платы ASUS P7P55D указано, что на ней реализован 12+2-фазный импульсный регулятор напряжения питания, то есть 12 фаз питания применяются для процессора и две фазы — для памяти. На самом деле вопрос, сколько «честных» фаз питания реализовано на плате ASUS P7P55D, довольно спорный. Действительно, вокруг процессорного разъема на плате ASUS P7P55D можно насчитать 14 дросселей с ферритовыми сердечниками и по два твердотельных конденсатора на каждый дроссель. А если снять радиаторы, то под ними можно обнаружить по два MOSFET-транзистора на каждый дроссель и по одному MOSFET-драйверу на каждую пару MOSFET-транзисторов (за исключением двух последних пар MOSFET-транзисторов, которые образуют две дополнительные фазы питания памяти).
Элементы фазы питания
В то же время на плате ASUS P7P55D используется традиционная для всех плат ASUS схема управления фазами питания процессора. Она включает микросхему EPU2 ASP0800 и микросхему PEM ASP0801. Такая же схема управления фазами питания реализована и на платах с 16 фазами питания. Микросхема EPU2 ASP0800 представляет собой контроллер управления переключениями фаз питания. Он отслеживает текущее состояние загрузки процессора (потребляемый процессором ток) и в зависимости от текущей загрузки переключает PWM-каналы (фазы) регулятора напряжения питания. Напомним, что классический многофазный импульсный регулятор напряжения питания представляет собой управляющий многофазный PWM-контроллер, каждая фаза которого образует один канал питания, состоящий из одной катушки индуктивности, двух конденсаторов, пары MOSFET-транзисторов и MOSFET-драйвера — микросхемы, управляющей переключениями MOSFET-транзисторов. Для классического (или «честного») регулятора напряжения понятия «фаза питания» и «канал питания» эквивалентны. Однако довольно часто регуляторы напряжения питания строятся по схеме, когда на одну фазу PWM-контроллера приходится несколько каналов питания. К примеру, может использоваться n-фазный PWM-контроллер, на каждую фазу которого приходится k каналов питания. То есть всего такой регулятор будет насчитывать n*k каналов питания. Производители часто называют такой регулятор n*k-фазный, однако это некорректно. Правильнее говорить о n*k-канальном n-фазном регуляторе напряжения.
С числом каналов регулятора напряжения питания процессора на плате ASUS P7P55D всё достаточно просто — их насчитывается 12. Осталось лишь понять, сколько в этом регуляторе напряжения фаз питания. Собственно, микросхема PEM ASP0801 на плате ASUS P7P55D — это и есть PWM-контроллер, однако он не 12-, а всего-навсего 4-фазный. То есть на каждую фазу PWM-контроллера приходится по три канала питания. Поэтому можно говорить, что на плате ASUS P7P55D используется 12-канальный 4-фазный регулятор напряжения питания. Естественно, в таком случае переключение между каналами питания может происходить только порциями по три канала (переключаются лишь фазы PWM-контроллера).
Вообще, нужно отметить, что применение 12-канального 4-фазного регулятора напряжения питания процессора на плате ASUS P7P55D — это скорее маркетинговый ход, нежели востребованная необходимость. Действительно, увеличение числа фаз питания регуляторов напряжения процессора на материнских платах в последнее время стало модной тенденцией, своеобразным соревнованием между производителями «кто больше». Однако, во-первых, это вовсе не означает, что чем больше, тем лучше, а во-вторых, в большом количестве фаз питания просто нет необходимости.
Двухфазный контроллер uP6203 для управления
двумя фазами питания памяти
В частности, если говорить о платах на чипсете Intel P55 Express для процессоров Lynnfield, TDP которых составляет 95 Вт, то для них вполне достаточно 6-фазного регулятора напряжения питания (некоторые производители ограничиваются даже 4-фазным регулятором). Поэтому лучше и дешевле использовать «честный» 6-фазный, чем «нечестный» 12-фазный регулятор напряжения питания. Дело в том, что «честный» 6-фазный регулятор напряжения питания имеет шесть ступеней переключения числа фаз питания, а следовательно, его КПД более оптимизирован, что позволяет снизить энергопотребление и тепловыделение (12-канальный 4-фазный регулятор напряжения питания имеет только четыре ступени переключения). Кроме того, количество дросселей, конденсаторов и MOSFET-транзисторов в 12-канальном регуляторе напряжения вдвое больше, чем в 6-фазном. Соответственно выше и стоимость такого решения. Казалось бы, абсолютно нелогично, однако… маркетинг — дело тонкое.
Что же касается 2-фазного регулятора напряжения питания памяти, то в данном случае используется действительно «честный» 2-фазный регулятор. В качестве управляющего PWM-контроллера применяется 2-фазный контроллер uP6203 компании uPI Semiconductor, который поддерживает режим переключения фаз питания. Кроме того, в данный контроллер интегрированы MOSFET-драйверы для двух фаз питания, именно поэтому на плате нет отдельных MOSFET-драйверов для двух фаз питания.
Тестирование
Тестирование платы ASUS P7P55D мы начали с исследования реализации управления скоростью вращения вентиляторов, подсоединяемых к разъемам на плате. Как уже отмечалось, на плате четыре разъема для вентиляторов: два четырехконтактных (CPU_FAN, CHA_FAN1) и два трехконтактных (CHA_FAN2, PWR_FAN). Разъем CPU_FAN предусмотрен для подключения вентилятора кулера процессора, разъем CHA_FAN1 — для подключения дополнительного 4-контактного вентилятора, устанавливаемого в корпус, разъем CHA_FAN2 предназначен для 3-контактного корпусного вентилятора, а разъем PWR_FAN — для 3-контактного вентилятора блока питания или для еще одного корпусного вентилятора.
Напомним, что 4-контактные разъемы питания предусматривают возможность управления скоростью вращения вентиляторов методом широтно-импульсной модуляции (PWM), а трехконтактные — методом изменения напряжения питания.
Собственно, используемая для управления скоростью вращения вентилятора PWM-технология в данном случае подобна действию однофазных импульсных регуляторов напряжения питания. Управляющий PWM-контроллер располагается на плате, а элементы, образующие канал питания (дроссель, конденсаторы, MOSFET-транзисторы и MOSFET-драйвер), — уже в самом вентиляторе.
Утилита ASUS Fan Xpert для выбора и создания профиля управления
скоростью вращения вентилятора
Для настройки режимов управления скоростью вращения вентиляторов в меню BIOS предусмотрено несколько опций. Для задания режима управления скоростью вращения вентилятора кулера процессора прежде всего необходимо указать значение Enable для параметра CPU Q-Fan Control. После этого для вентилятора кулера процессора можно выбрать один из трех режимов управления (CPU Fan Profile) — Standard, Silent или Turbo.
Аналогичная возможность выбора одного из трех режимов управления предусмотрена и для 4-контактного вентилятора, подсоединяемого к разъему CHA_FAN1 (необходимо задать значение Enable для параметра Chassis Q-Fan Control).
Кроме настройки режимов работы двух четырехконтактных вентиляторов через BIOS, имеется возможность программирования скорости вращения вентиляторов через утилиту ASUS Fan Xpert, поставляемую в комплекте с платой, которая предполагает более тонкую настройку.
При исследовании реализации управления скоростью вращения вентиляторов, подсоединяемых к разъемам на плате, прежде всего в настройках BIOS были сделаны необходимые изменения. Для контроля управляющих PWM-импульсов, подаваемых на вентилятор, использовался цифровой осциллограф, а для загрузки процессора — специальная утилита нашей собственной разработки. Отметим, что кулер, устанавливаемый на процессор, подключался не к разъему CPU_FAN на системной плате, а к PWM-генератору, что позволяло нам задавать необходимую скорость вращения и контролировать температуру процессора.
В ходе тестирования мы сначала исследовали все режимы управления скоростью вращения вентилятора кулера процессора, предусмотренные в BIOS платы, и выяснили, чем отличаются друг от друга режимы Silent, Standard и Turbo.
Для режимов Silent и Standard минимальная скважность управляющих PWM-импульсов, определяемая как отношение длительности импульса к периоду их следования, составляет 21%. Разница между режимами Silent и Standard заключается в температурном диапазоне, в котором реализуется динамическое управление скоростью вращения вентилятора (изменение скважности PWM-сигнала).
Так, для режима Silent при увеличении температуры процессора изменение скважности управляющих PWM-импульсов происходит в диапазоне температур от 53 до 80 °С. То есть вплоть до температуры процессора 53 °С скважность PWM-импульсов не меняется и составляет 21%. При дальнейшем увеличении температуры процессора скважность импульсов начинает плавно увеличиваться, достигая 100% при температуре процессора 80 °С. При уменьшении температуры процессора изменение скважности управляющих PWM-импульсов происходит в температурном диапазоне от 76 до 45 °С. То есть вплоть до температуры процессора 76 °С скважность PWM-импульсов не меняется и составляет 100%, а при дальнейшем уменьшении температуры процессора начинает плавно снижаться, достигая значения в 21% при температуре процессора 45 °С.
Для режима Standard изменение скважности управляющих PWM-импульсов происходит в несколько ином температурном диапазоне. Так, при увеличении температуры процессора скважность управляющих PWM-импульсов изменяется при температуре от 45 до 69 °С, а при уменьшении температуры процессора — от 66 до 37 °С.
Для режима Turbo минимальная скважность управляющих PWM-импульсов составляет уже 40%. При увеличении температуры процессора изменение скважности управляющих PWM-импульсов происходит в температурном диапазоне от 40 до 60 °С, а при уменьшении температуры процессора — от 57 до 35 °С.
Как мы уже отмечали, кроме возможности выбора режимов Silent, Standard и Turbo управления скоростью вращения вентилятора кулера процессора в BIOS платы ASUS P7P55D-PRO, управлять скоростью вращения вентилятора можно с помощью утилиты ASUS Fan Xpert, поставляемой в комплекте с платой. Данная утилита дает возможность выбрать один из заданных профилей управления скоростью вращения вентилятора (Silent, Standard, Turbo, Intelligent, Stable), а также создать свой собственный профиль управления (профиль User). Различные профили отличаются друг от друга как минимальной скважностью PEM-импульсов, так и температурным диапазоном, в котором происходит изменение скважности PWM-импульсов. В настраиваемом профиле User пользователю предоставляется возможность самому устанавливать минимальную и максимальную скважность PWM-импульсов и задавать температурный диапазон изменения скважности PWM-импульсов и даже скорость изменения скважности PWM-импульсов внутри выбранного температурного диапазона по трем точкам (см. рисунок). Единственное ограничение в данном случае заключается в том, что минимальная скважность PWM-импульсов не может быть ниже 21%, а максимальная температура процессора не может превышать 74 °С.
После детального знакомства с утилитой ASUS Fan Xpert мы пришли к выводу, что сегодня это самая лучшая утилита управления скоростью вращения вентилятора кулера процессора. Она позволяет создавать профили и для высокопроизводительных игровых ПК, и для малошумных домашних мультимедийных ПК. Более того, данная утилита показывает текущую температуру процессора и скважность PWM-импульсов, а также отображает таблицу зависимости скорости вращения вентилятора от скважности PWM-импульсов.
 |
|
